题目内容
图1是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸），滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常数k=2.5×10-6T/A.
已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）.
（1）求发射过程中电源提供的电流；
（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
见试题分析
【试题分析】
（1）由匀加速运动公式可得
a=
=9×105m/s2由安培力公式和牛顿第二定律得
F=IBl=kI2l，F=ma
因此 I=
≈8.5×105A（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即PΔt×4%=
mv2发射过程中电源供电时间 Δt=
=3.3×10-3s所需电源输出功率为 P=
=1.0×109W由功率P=IU，解得输出电压U=
=1.2×103V 
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